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是否曾經出現 此動作行為?

4.2 系統資料庫

新生兒隨著年齡的增長,在每一個階段皆有不同的肢體動作表現,因 此資料庫內的動作關係圖也會跟著變化。新生兒受到照顧者的照顧以及身 體的本體反射反應,成長過程所表現的動作幾乎都是安全的,因此資料庫 內所儲存的肢體動作示意圖與動作關係圖是以安全的動作為主。

由於新生兒在每一個階段有不同的肢體動作表現,甚至危險動作也會 因為不同的成長階段賦予不同的危險程度,因此資料庫內的動作關係圖會 隨著新增的肢體動作示意圖擴大或是移除機率極小的肢體動作示意圖,另 外也會因為危險事件的發生狀況對資料庫內的動作關係圖進行變更。

動作關係圖的每一個節點(node)是由新生兒不同的肢體動作示意圖所 構成,在 2.3 節提到新生兒的肢體動作示意圖共有 203 種,屏除不太可能 發生的肢體動作示意圖及有具有相同意義的肢體動作示意圖,如圖 4.2 所 示,取得一張新生兒膚色區塊的擷取結果,經過肢體部位的追蹤與比對可 得知新生兒的動作姿態可以透過圖 4.2 (A)或(B)來表示,因為針對示意圖(A) 與(B)來說,皆分為上下兩塊 components,唯一差別在於上面區塊組合而成 的 component 大小;由於新生兒肢體動作變化多端,當新生兒雙手同時靠

圖 4.2、相同意義的肢體動作示意圖。

圖 4.3、資料庫內 35 種新生兒肢體動作示意圖。

近頭部時會導致膚色區塊相互重疊,另外當新生兒的右手遭受遮蓋或是光 線影響導致消失時,此時所形成的膚色區塊圖是相似的,因此在資料庫 中,圖 4.2 (A)與(B)視為同類型的示意圖。經由上述可得知資料庫內用來

表示新生兒肢體動作的示意圖,整理歸納後可分為 35 種如圖 4.3 所示,並 設置編號。

資料庫是由肢體動作示意圖與示意圖間發生的機率所組成,其中新生 兒的肢體動作示意圖為節點(node),而節點與節點的發生機率值為連結 (link);如圖 4.4 所示為新生兒動作的一個實例,節點代表新生兒肢體動作 姿勢如上述所示,節點與節點之間的連結值表示節點下一個狀態(state)發 生的機率。

由此新生兒的動作關係圖,得知圖中示意圖(A)為節點 31 是大字型的 姿態,而示意圖(B)為節點 3 是雙手接觸頭部的姿態。節點 31 時,轉移 (translate)到下一個的狀態本身節點 31 的機率為 0.875,轉移到節點 3 的機 率為 0.125;同理可知,節點 3 的狀態會轉移到本身節點 3 和節點 31,而 發生機率前者為 0.833 後者為 0.167。上述可得知,新生兒姿態為大字型或 是雙手靠近頭部區域的時候,較常持續保持一樣的動作姿勢。

透過連結上的數值可得知節點轉移至下個節點的發生機率,因此系統 可計算新生兒連續時間動作關係圖的發生機率,隨著時間的增加,資料庫 內新生兒動作關係圖也會變動,例如新增節點或是節點轉移的機率值變化 等。每一個節點對於下一個狀態所產生的機率值總和為 1,如圖 4.5 所示,

節點 28 的下一個狀態為節點 28、節點 31、節點 30、節點 24 和節點 16,

31 0.125 3 0.167

0.875 0.8

33

(A) (B)

圖 4.4、動作關係圖元件介紹。

30

0. 01 0. 05

0. 05

0.84 0.25

0. 42

0.1 6 0.4

圖 4.5、新生兒動作關係圖。

發生機率分別為 0.89、0.01、0.03、0.03 和 0.04,總和為 1。節點與節點之 間的連結發生機率如公式(7)所示:

⎪⎪

時間為

t

的時候,新生兒呈現節點 31 的肢體動作示意圖,此時系統將 會比對資料庫內的新生兒動作關係圖的節點,檢測時間

t

的肢體動作示意 圖是否存在資料庫,當結果為存在的時,系統將此節點視為新生兒在這個 時間階段的起始點如圖 4.7 所示,且保留資料庫內動作關係圖的發生機率 關係。

如圖 4.8 所示時間為 時,新生兒的肢體動作呈現雙手與雙腳接觸頭 部區域如節點 28 所示,系統將會比對資料庫內節點 31 的所有子節點,比 對結果節點 28 存在,此時系統將會透過機率的調配重新計算節點與節點 的發生機率,原本節點 31 至節點 28 的發生機率值約為 0.05 將更新約為 0.06。依此類推,時間 時新生兒的肢體動作又回到了節點 31 的狀態,

節點的發生機率也從 0.01 轉變至 0.02。

+ 1

t

+ 2

t

如圖 4.6 所示當時間為t

+ 3

時,新生兒的肢體動作雖然存在於資料庫 內,但是依照系統比對的原則,檢查時間t

+ 2

父節點包含的所有子節點,

如圖 4.8 所示,父節點 31 所包含的子節點只有節點 31 與節點 28,並沒有

28 31 24 32

31

t t+1 t+2 t+3 t+4

.

圖 4.6、新生兒的動作關係圖。

30

0.84 0.25

0. 42

0. 02 0. 06

0. 05

30

0.84 0.25

0. 01

0.84 0.25

0.0 1 1

32

圖 4.10、時間t

+ 4

節點 32 不存在資料庫內的新生兒動作關係圖。

節點的屬性主要分為三類,第一類為新增的節點、第二類為危險的節 點和第三類為異常的節點。第一類新增的節點可以透過上述的例子了解到 資料庫新增新生兒的肢體動作過程,由於新增的肢體動作系統無法判定是 否為危險動作,因此將統一發出警告,預防不必要的危險事件發生;資料 庫除了存在新生兒會發生的肢體動作外,也記載了曾經發生過危險的動作 關係圖。

第二類危險的節點在章節 3.3 中說明過,系統透過新生兒的肢體動作 示意圖是無法確實的判定是否有危險動作產生的跡象,因此必須透過新生 兒頭部位置的追蹤來輔助幫忙,除此之外當新生兒的肢體部位遭受遮蓋 時,系統會鎖定節點並記錄發生時間,若持續時間超過系統設定的門檻,

系統將此現象視為危險狀況並發出警告通知;最後一類為節點的異常狀 況,例如系統沒有偵測到新生兒或是系統出錯,使得肢體動作示意圖無法 比對成功。最後根據系統的分析,除了可以判定新生兒是否有立即的意外 危險發生,也可以透過資料庫中的動作關係圖的變化得知新生兒是否有遲 緩與過動的跡象。

第五章

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